В массивах горных пород

При проектировании и строительстве нефтепроводов важным фактором является гидрогеологическая обстановка. Она во многом предопределяет выбор трассы, технологию строительства и прогноз экологических последствий. Распределение и движение подземных вод определяется положением современных и древних базисов эрозии, пространственным соотношением непроницаемых и проницаемых горизонтов, структурными особенностями участка и литолого-петрографическим составом пород.

В процессе исследований выделяют четыре группы задач: определение водопроницаемости массивов скальных и рыхлых пород; характер условий залегания и движения подземных вод в зоне аэрации и полного водонасыщения; изучение минерализации и температуры вод; прогнозирование режима вод, связанные с влиянием техногенных факторов.

Водопроницаемость скальных пород почти исключительно определяется открытой трещиноватостью и наличием каверн. В рыхлых – присутствием крупных взаимосвязанных пор. В полускальных она носит смешанный характер. Все виды водопроницаемости имеют связь с физическими параметрами и в первую очередь электрофизическими.

Зоны аэрации и полного водонасыщения существенно различаются по многим параметрам и физическим полям. Зона аэрации – это область геологической среды от поверхности до первых десятков метров. В ее пределах поры и трещины частично или полностью заполнены воздухом, что определяет ее трехкомпонентный состав (минеральный скелет, вода, воздух)

Для решения указанных задач успешно применяются методы электроразведки. Уверенно определяется мощность зоны аэрации и области трещиноватости. В случае однородных песчано-гравелистых грунтов уровень грунтовых вод (УГВ) на кривых электрического зондирования отмечается понижением кажущихся сопротивлений и возрастанием поляризуемости. При этом нужно учитывать минерализацию подземных вод. Благоприятны для изучения разрезы с пресными (до 1 г/л) грунтовыми водами. При высокой и пестрой по разрезу минерализацией эффективность исследований снижается.

Определение границ распространения пресных и соленых вод имеет большое значение при размещении линейных производственно - дисистгерских станций (ЛПДС). Для решения этих задач широко используются разнообразные электроразведочные методы, основанные на постоянных и переменных полях. Для определения направления и скорости подземных вод по одиночным буровым скважинам используется с успехом метод заряженного тела (МТЗ).

Процесс коррозии подземных металлических трубопроводов имеет электрохимическую природу, и скорость этого процесса определяется свойствами грунтов, в которых залегает трубопровод. Выделен набор факторов, влияющих на скорость процесса коррозии. Это тип почвы, ее дисперсный и химический состав, электропроводность, уровень грунтовых вод, величина переходного сопротивления трубопровод – грунт.

Благодаря высокой электропроводности по отношению к вмещающим породам трубопровод концентрирует в себе индустриальные и природные токи и канализирует их до места, где сопротивление грунтов минимально. Здесь образуются анодные зоны, приводящие к коррозийному разрушению трубы. Существенное значение имеет гидрохимический фактор: обводненные породы препятствуют доступу кислорода к металлу, приводит к уменьшению деполяризации на катоде. В результате увеличивается разность потенциалов между катодом и анодом и повышается вынос ионов металла. Для изучения этих процессов широко используется метод сопротивлений и вызванной поляризации.

Намеченные по низким сопротивлениям и высоким интенсивностям поляризуемости (естественной и вызванной) зоны повышенной опасности требуют от проектировщиков особого внимания в смысле увеличения гидрогеологической изоляции труб, а в некоторых случаях изменения местоположения трассы.

Но даже самые детальные единовременные гидрогеологические исследования не решают задачи устойчивой эксплуатации трубопроводов и оценки его геологического воздействия на окружающую среду. Эти задачи можно решить только в результате длительных режимных наблюдений за условиями, расходом, температурой и химическим составом подземных вод. Для этого нужны закрепленные на местности профили наблюдений и параметрические скважины.